[發(fā)明專利]大型巖溶漏斗的隧道跨越結(jié)構(gòu)與施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811116098.1
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109268032B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王林峰;曾韜睿;林鈺豐
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D20/00;E21F16/02
• 代理公司: 50212 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃河

本發(fā)明公開了一種大型巖溶漏斗的隧道跨越方法，包括在大型巖溶漏斗底部建造支撐系統(tǒng)，在支撐系統(tǒng)上建造隧道襯砌，在隧道襯砌上方建造防護(hù)系統(tǒng)，安裝連通防護(hù)系統(tǒng)與支撐系統(tǒng)的排水系統(tǒng)。還提供一種大型巖溶漏斗的隧道跨越結(jié)構(gòu)，包括支撐系統(tǒng)、防護(hù)系統(tǒng)與排水系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)包括嵌入圍巖中的縱梁，縱梁上設(shè)置立柱，立柱上設(shè)置橫梁，橫梁上設(shè)置支撐板。還提供一種大型巖溶漏斗的隧道跨越結(jié)構(gòu)的施工方法，包括在圍巖中掏安裝槽，澆筑縱梁、橫梁，安裝支撐板、頂板與排水系統(tǒng)。本發(fā)明同時從施工難度、排水性以及施工成本三個維度上進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，充分結(jié)合了巖溶漏斗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出包含支撐系統(tǒng)、防護(hù)系統(tǒng)與排水系統(tǒng)的隧道跨越結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及大型巖溶漏斗的隧道跨越方法、隧道跨越結(jié)構(gòu)以及隧道跨越結(jié)構(gòu)的施工方法。

背景技術(shù)

我國有大量的公路和鐵路隧道修建在西部地區(qū)。然而，西部地區(qū)總面積的三分之一以上均是巖溶面積，巖溶是由喀斯特作用造成的地貌。其中，巖溶漏斗也屬于巖溶地貌中的一種，巖溶漏斗是在石灰?guī)r地區(qū)呈碗碟狀或漏斗狀的凹地，平面形態(tài)呈圓或橢圓狀，直徑數(shù)米至數(shù)十米，深度數(shù)米至十余米，大型巖溶漏斗則是漏洞直徑大于等于10m的巖溶漏洞。漏斗壁因塌陷呈陡坎狀，在堆積有碎屑石塊及殘余紅土的漏斗底部，常發(fā)育有垂直裂隙或溶蝕的孔道，孔道與暗河相通，當(dāng)孔道堵塞時，漏斗內(nèi)就積水成湖。

隨著巖溶隧道的大量興建，越來越多的溶腔、漏斗、暗河被揭露，當(dāng)這些大型的溶腔難以繞過時，如何選擇經(jīng)濟(jì)、安全合理的隧道結(jié)構(gòu)來通過大型溶巖漏斗區(qū)需要科學(xué)的解決方案，才能保證隧道施工、運(yùn)營的安全穩(wěn)定。

目前，跨越小型巖溶空腔的方法有用碎石、混凝土或土體填充，而對于大型溶腔主要采用修建簡支梁橋或拱橋的方式進(jìn)行跨越。這些跨越方式主要適用于巖溶空腔不深或無水的情況。而巖溶漏斗具有上部寬下部窄而深的特點(diǎn)，且強(qiáng)降雨時會有大量的地表水匯入巖溶漏斗中。若采用回填方案則需要大量的回填材料，這是不經(jīng)濟(jì)的，且排水設(shè)施不易施工；若采用簡支梁則需要較高的橋墩，且漏斗下部的空間較小，因此施工難度較大且不經(jīng)濟(jì)；若采用拱橋跨越，則不能解決地表水匯入巖溶漏斗后的排水問題，且造價較高。為了解決隧道跨越大型巖溶漏斗時地表水匯入巖溶漏斗后的排水問題和漏斗上部空間寬與下部空間較小而深且施工難度大的問題，因此必須研發(fā)一種專門用于大型巖溶漏斗區(qū)的隧道跨越技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種大型巖溶漏斗的隧道跨越方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中針對大型巖溶漏斗的隧道跨越施工難度大、施工成本高以及不便于排水的技術(shù)問題，能夠充分利用巖溶漏斗上大下小的構(gòu)造特點(diǎn)，從而降低施工難度，降低施工成本，能夠避免地表水匯入巖溶漏斗后對隧道襯砌的沖刷作用，具有良好的排水性能。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種大型巖溶漏斗的隧道跨越方法，包括以下步驟：

步驟1：在大型巖溶漏斗底部建造帶排水孔的支撐系統(tǒng)；

步驟2：在支撐系統(tǒng)上建造跨越大型巖溶漏斗區(qū)域的隧道襯砌；

步驟3：在大型巖溶漏斗的漏洞內(nèi)建造位于隧道襯砌上方的帶排水孔的防護(hù)系統(tǒng)；

步驟4：將排水軟管上端與防護(hù)系統(tǒng)上的排水孔連通，然后將排水軟管繞著隧道襯砌外側(cè)向下延伸到支撐系統(tǒng)上，并將排水軟管下端與支撐系統(tǒng)上的排水孔連通，從而形成排水系統(tǒng)；通過排水系統(tǒng)能夠?qū)⒂晁畯拇笮蛶r溶漏斗底部的漏洞排出。

本發(fā)明還提供一種大型巖溶漏斗的隧道跨越結(jié)構(gòu)，包支撐系統(tǒng)、防護(hù)系統(tǒng)與排水系統(tǒng)；

所述支撐系統(tǒng)包括沿隧道長度方向設(shè)置在大型巖溶漏斗底部的縱梁，所述縱梁兩端嵌入圍繞大型巖溶漏斗的圍巖中；所述縱梁上方連接有立柱，所述立柱上端連接有沿隧道橫向方向設(shè)置的橫梁；所述橫梁上安裝有支撐板，支撐板兩端分別嵌入圍巖中，從而通過支撐板能夠支撐位于大型巖溶漏斗內(nèi)的部分隧道襯砌；